一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的大力發(fā)展，新能源的規(guī)模接入、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜、潮流分布不均、電壓支撐能力不足等問(wèn)題給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。部分地區(qū)出現(xiàn)了供電瓶頸，不能滿足負(fù)荷發(fā)展需要。從電網(wǎng)實(shí)際情況來(lái)看，潮流分布不均是制約電網(wǎng)輸送能力的重要因素。傳統(tǒng)電網(wǎng)缺乏有效的潮流調(diào)節(jié)手段，通過(guò)采用新型FACTS (FlexibleAlternative Current Transmis System)裝置來(lái)改善系統(tǒng)運(yùn)行工況，提高電網(wǎng)輸送容量是一個(gè)現(xiàn)實(shí)且理想的選擇。
[0003]統(tǒng)一潮流控制器(UnifiedPower Flow Controller，UPFC)作為第3代FACTS設(shè)備的代表，是迄今為止功能最全面的FACTS裝置，能分別或同時(shí)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償、移相和端電壓調(diào)節(jié)等多種基本功能。UPFC既能在電力系統(tǒng)穩(wěn)定方面實(shí)現(xiàn)潮流調(diào)節(jié)，合理控制有功功率、無(wú)功功率，提高線路的輸送能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行;又能在動(dòng)態(tài)方面，通過(guò)快速無(wú)功吞吐，動(dòng)態(tài)支撐接入點(diǎn)的電壓，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性;還可以改善系統(tǒng)阻尼，提高功角穩(wěn)定性。
[0004]常規(guī)統(tǒng)一潮流控制器控制功能靈活而卓越，但其在電力系統(tǒng)中推廣使用不具備容量和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)電容器、電抗器可作為線路串聯(lián)補(bǔ)償，但靈活性和動(dòng)作速度都不能滿足精確調(diào)節(jié)的要求。統(tǒng)一潮流控制器需要更加靈活的功能配置，需要將串聯(lián)補(bǔ)償與統(tǒng)一潮流控制器結(jié)合起來(lái)，且單純的固定容性串聯(lián)補(bǔ)償不能滿足復(fù)雜變化的系統(tǒng)需求。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]所述統(tǒng)一潮流控制器包括第一換流器、第二換流器、第一偏移補(bǔ)償設(shè)備、第二偏移補(bǔ)償設(shè)備、串聯(lián)變壓器和并聯(lián)變壓器；
[0008]所述串聯(lián)變壓器為三繞組變壓器:第一繞組串聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，該繞組兩端并聯(lián)有旁路開(kāi)關(guān);第二繞組與所述第一換流器的交流端并聯(lián);第三繞組與所述第一偏移補(bǔ)償設(shè)備并聯(lián)；
[0009]所述并聯(lián)變壓器為三繞組變壓器:第一繞組并聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，第二繞組與所述第二換流器的交流端并聯(lián)，第三繞組與所述第二偏移補(bǔ)償設(shè)備并聯(lián)；
[0010]所述第一換流器的直流端與第二換流器的直流端相互連接。
[0011 ]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:
[0012]所述第一換流器采用三相橋換流器時(shí)，所述第一偏移補(bǔ)償設(shè)備的一端與所述串聯(lián)變壓器的第三繞組連接，另一端與所述串聯(lián)變壓器的中性點(diǎn)或者交流系統(tǒng)中其余中性點(diǎn)的任一中性點(diǎn)連接；
[0013]所述第二換流器采用三相全橋換流器時(shí)，所述第二偏移補(bǔ)償設(shè)備的一端與所述并聯(lián)變壓器的第三繞組連接，另一端與所述并聯(lián)變壓器的中性點(diǎn)或者交流系統(tǒng)中其余中性點(diǎn)的任一中性點(diǎn)連接。
[0014]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:
[0015]所述第一偏移補(bǔ)償設(shè)備和第二偏移補(bǔ)償設(shè)備均包括容性偏移型補(bǔ)償設(shè)備、感性偏移型補(bǔ)償設(shè)備和雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備中任一種；
[0016]所述容性偏移型補(bǔ)償設(shè)備包括串聯(lián)的電容器單元和第一開(kāi)關(guān)裝置；
[0017]所述感性偏移型補(bǔ)償設(shè)備包括串聯(lián)的電抗器單元和第二開(kāi)關(guān)裝置；
[0018]所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備包括并聯(lián)的所述容性偏移型補(bǔ)償設(shè)備和感性偏移型補(bǔ)償設(shè)備。
[0019]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:
[0020]所述電容器單元包括一個(gè)電容器或者由多個(gè)電容器組成的串聯(lián)電容器組或者由多個(gè)電容器組成的并聯(lián)電容器組;所述并聯(lián)電容器組包括自動(dòng)投切開(kāi)關(guān)，該自動(dòng)投切開(kāi)關(guān)用于投入和退出并聯(lián)電容器組中的電容器，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電容器組的容值調(diào)節(jié)；
[0021]所述電抗器單元包括一個(gè)電抗器或者由多個(gè)電抗器并聯(lián)組成的并聯(lián)電抗器組或者由多個(gè)電抗器串聯(lián)組成的串聯(lián)電抗器組;所述串聯(lián)電抗器組的電抗器設(shè)置有抽頭。
[0022]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置均包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和電力電子開(kāi)關(guān)中任一種開(kāi)關(guān)或者并聯(lián)的任兩種開(kāi)關(guān)；
[0023]所述電力電子開(kāi)關(guān)包括由反向并聯(lián)的晶閘管組成的晶閘管雙向開(kāi)關(guān)，通過(guò)改變所述晶閘管的觸發(fā)角調(diào)整所述電抗器單元的等效阻抗。
[0024]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備包括容性偏移模式和感性偏移模式；
[0025]所述容性偏移模式包括:
[0026]所述第一開(kāi)關(guān)裝置閉合，第二開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)，則所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備工作于容性偏移模式;或者，
[0027]所述第二開(kāi)關(guān)裝置采用晶閘管雙向開(kāi)關(guān)時(shí)，通過(guò)調(diào)整其晶閘管的觸發(fā)角，使得所述電抗器單元的等效電抗小于所述電容器單元的等效容抗，則所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備工作于容性偏移模式；
[0028]所述感性偏移模式包括:
[0029]所述第一開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)裝置閉合，則所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備工作于感性偏移模式;或者，
[0030]所述第二開(kāi)關(guān)裝置采用晶閘管雙向開(kāi)關(guān)時(shí)，通過(guò)調(diào)整其晶閘管的觸發(fā)角，使得所述電抗器單元的等效電抗大于所述電容器單元的等效容抗，則所述雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備工作于感性偏移模式。
[0031]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述統(tǒng)一潮流控制器包括串聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)和并聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)。
[0032]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述統(tǒng)一潮流控制器采用串聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)時(shí)，包括:第一換流器、第二換流器、第一偏移補(bǔ)償設(shè)備、串聯(lián)變壓器和并聯(lián)變壓器；
[0033]所述串聯(lián)變壓器為三繞組變壓器:第一繞組串聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，該繞組兩端并聯(lián)有旁路開(kāi)關(guān);第二繞組與所述第一換流器的交流端并聯(lián);第三繞組與所述第一偏移補(bǔ)償設(shè)備并聯(lián);所述第一換流器的直流端與第二換流器的直流端相互連接；
[0034]所述并聯(lián)變壓器為雙繞組變壓器:第一繞組并聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，第二繞組與所述第二換流器的交流端并聯(lián)。
[0035]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述統(tǒng)一潮流控制器采用并聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)時(shí)，包括:第一換流器、第二換流器、第二偏移補(bǔ)償設(shè)備、串聯(lián)變壓器和并聯(lián)變壓器；
[0036]所述串聯(lián)變壓器為雙繞組變壓器:第一繞組串聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，該繞組兩端并聯(lián)有旁路開(kāi)關(guān);第二繞組與所述第一換流器的交流端并聯(lián)，所述第一換流器的直流端與第二換流器的直流端相互連接；
[0037]所述并聯(lián)變壓器為三繞組變壓器:第一繞組并聯(lián)接入交流系統(tǒng)的輸電線路或母線，第二繞組與所述第二換流器的交流端并聯(lián)，第三繞組與所述第二偏移補(bǔ)償設(shè)備并聯(lián)。
[0038]本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例為:所述第一換流器和第二換流器均包括兩電平換流器、三電平換流器、二極管鉗位型換流器、飛跨電容型換流器、模塊化多電平換流器和H橋級(jí)聯(lián)型多電平換流器中的任一種或者至少兩種；
[0039]所述第一換流器和第二換流器的結(jié)構(gòu)均采用單相結(jié)構(gòu)、三相結(jié)構(gòu)和三單相結(jié)構(gòu)的任一種。
[0040]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0041]1、本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器，可以用于輸電線路或者配電線路中，進(jìn)行容性或者感性調(diào)節(jié)，提高線路輸送容量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定水平，控制線路潮流，增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼，解決了現(xiàn)有統(tǒng)一潮流控制器不能連續(xù)大范圍快速調(diào)節(jié)的問(wèn)題，降低了統(tǒng)一潮流控制器成本；
[0042]2、本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器，降低了電抗器和電容器的絕緣等級(jí)，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能；同時(shí)可以減少電壓源換流器的容量。
[0043]3、本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器，電抗器單元可以通過(guò)自動(dòng)投切開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電容容量的調(diào)節(jié)，電抗器單元并聯(lián)的晶閘管雙向開(kāi)關(guān)可以連續(xù)調(diào)節(jié)電抗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)等效容抗的分級(jí)和連續(xù)調(diào)節(jié)，側(cè)重于穩(wěn)態(tài)控制；換流器可以提供連續(xù)快速的雙向調(diào)節(jié)能力，側(cè)重于動(dòng)態(tài)控制。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1:本發(fā)明實(shí)施例中一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖2:本發(fā)明實(shí)施例中另一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖3:本發(fā)明實(shí)施例中再一種改進(jìn)的并聯(lián)混合型統(tǒng)一潮流控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖4:本發(fā)明實(shí)施例中串聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)不意圖；
[0048]圖5:本發(fā)明實(shí)施例中并聯(lián)側(cè)偏移結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖6:本發(fā)明實(shí)施例中感性偏移型補(bǔ)償設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖7:本發(fā)明實(shí)施例中容性偏移型補(bǔ)償設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖8:本發(fā)明實(shí)施例中雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖9:本發(fā)明實(shí)施例中另一種雙向偏移型補(bǔ)償設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]其中，101:第一換流器；102:第二換流器；103:第一偏移補(bǔ)償設(shè)備；104:第二偏